Homework 05

5.3

5.3.1

一个块大小 \(=64\text{ bit}/8*2=16\text{ Byte}\)

块数 \(=32*2^{10}/16=2^{11}\)

\(\text{Byte Offset}=2^1\)

\(\text{Tag Bit}=64-(11+1+3)=49\)

\(\text{Total Bits}=2^{11}\times(2\times 64+49+1)=356\text{K bits}\)

---

5.3.2

一个块大小 \(=64\text{ bit}/8*16=2^7\text{ Byte}\)

块数 \(=64*2^{10}/2^7=2^9\)

\(\text{Byte Offset}=2^4\)

\(\text{Tag Bit}=64-(9+4+3)=48\)

\(\text{Total Bits}=2^9\times(16\times 64+48+1)=536.5\text{K bits}\)

所以比 5.3.1 的 Cache 大 180.5K bits

---

5.3.3

当块的大小变大时，Hit Time 和 Miss Penalty 也相应变长

当块数变少时，Miss Rate 就变高了

两者相结合就导致性能更慢

---

5.3.4

如果我们交替访问在同一个组里的两个 Block 而在直接映射中属于同一个 Block 的内存地址，那么在 2-相联当中在前两次访问 Miss 后，后面全部命中，但是在直接映射中则会每次都 Miss，举例来说，我们交替访问 0 和 2048 即可

---

5.4

可以使用这个索引函数来索引直接映射 Cache，只要生成的索引为 10 位即可，但是这样的映射可能会导致映射不均匀，从而导致更高的 Miss Rate，可能还需要更高的 Tag 位数

---

5.5

5.5.1

块大小 \(=2^5/2^2=8\) 个字

---

5.5.2

块数 \(=2^5=32\) 块

---

5.5.3

总位数 \(=2^5\times(8\times 32+54+1)=9952\text{ bits}\)

比例即为 \(\frac{9952}{2^5\times 8\times 32}\approx 1.2\)

---

5.5.4

Hex	Binary	Tag	Index	Offset	Hit/Miss	Replacement
0x00	0000_0000_0000	0x0	0x00	0x00	Miss
0x04	0000_0000_0100	0x0	0x00	0x04	Hit
0x10	0000_0001_0000	0x0	0x00	0x10	Hit
0x84	0000_1000_0100	0x0	0x04	0x04	Miss
0xe8	0000_1110_1000	0x0	0x07	0x08	Miss
0xa0	0000_1010_0000	0x0	0x05	0x00	Miss
0x400	0100_0000_0000	0x1	0x00	0x00	Miss	0x00-0x1f
0x1e	0000_0001_1110	0x0	0x00	0x1e	Miss	0x400-0x41f
0x8c	0000_1000_1100	0x0	0x04	0x0c	Hit
0xc1c	1100_0001_1100	0x3	0x00	0x1c	Miss	0x00-0x1f
0xb4	0000_1011_0100	0x0	0x05	0x14	Hit
0x884	1000_1000_0100	0x2	0x04	0x04	Miss	0x80-0x9f
***
### 5.5.5

\(\text{Hit Rate}=\frac{4}{12}=\frac{1}{3}\)

---

5.5.6

Index	Tag	Data
0	3	0xc00-0xc1f
4	2	0x880-0x89f
5	0	0xa0-0xbf
7	0	0xe0-0xff
***
## 5.6

5.6.1

• 在 L1 和 L2 Cache 之间添加缓冲器可以有效减少 L1 在向 L2 Cache 写穿时的延迟
• 在 L2 Cache 与内存之间添加缓冲器可以有效减少 Dirty Block 写进内存时造成的延迟

---

5.6.2

当 L1 写入失效，读入的数据会直接写入 L2 而不会写入 L1

• 如果造成了 L2 写入也失效，那么考虑 L2 Cache 块是否为脏块
  • 如果是，那么将脏块写入内存，同时将 L2 写成当前数据；
  • 如果不是，那么直接从内存拿到缓存中再写成当前数据
• 如果没造成 L2 写入失效，那么直接写 L2

---

5.6.3

• L1 写入失效时，块将会按照 5.6.2 的方式写到 L2 当中
• L1 读取失效时，将会读取 L2 中的块：
  • 如果 L2 也读取失效，那么会从内存读取并存到 L1
  • 如果 L2 读取命中，那么会将此存到 L1，但因为多级独占 Cache 配置，所以 L2 的块也将写到内存当中

---

5.10

5.10.1

\(\text{Clock Rate}_{P1}=\frac{1}{0.66ns}=1.515GHz\)

\(\text{Clock Rate}_{P2}=\frac{1}{0.9ns}=1.111GHz\)

---

5.10.2

\(\text{AMAT}_{P1}=\frac{8\%\times 70.66ns+92\%\times 0.66ns}{0.66ns}=9.485\text{Cycles}\)

\(\text{AMAT}_{P2}=\frac{6\%\times 70.90ns+94\%\times 0.90ns}{0.90ns}=5.667\text{Cycles}\)

---

5.10.3

\(\text{CPI}_{P1}=1+8\%\times\frac{70ns}{0.66ns}+8\%\times 36\%\times\frac{70ns}{0.66ns}=12.54\)

\(\text{CPI}_{P2}=1+6\%\times\frac{70ns}{0.90ns}+6\%\times 36\%\times\frac{70ns}{0.90ns}=7.35\)

P2 更快

---

5.10.4

\(\text{AMAT}_{P1}'=1+8\%\times(\frac{5.62ns}{0.66ns}+95\%\times\frac{70ns}{0.66ns})=9.742\)

变差了

---

5.10.5

\(\text{CPI}_{P1}'=1+8\%\times(\frac{5.62ns}{0.66ns}+95\%\times\frac{70ns}{0.66ns})+8\%\times 36\%\times(\frac{5.62ns}{0.66ns}+95\%\times\frac{70ns}{0.66ns})=12.89\)

---

5.10.6

\(1+8\%\times(\frac{5.62ns}{0.66ns}+\alpha\times\frac{70ns}{0.66ns})<1+8\%\times\frac{70ns}{0.66ns}\)

解得 \(\alpha<92.0\%\)

---

5.10.7

\(1+8\%\times(\frac{5.62ns}{0.66ns}+\alpha\times\frac{70ns}{0.66ns})+8\%\times 36\%\times(\frac{5.62ns}{0.66ns}+\alpha\times\frac{70ns}{0.66ns})<7.35\)

解得 \(\alpha<47.0\%\)

---

5.11

5.11.1

---

5.11.2

Hex	Binary	Tag	Index	Offset	Hit/Miss	Table 1	Table 2	Table 3
0x03	0000_0011	0x0	1	1	Miss	Tag(1)=0
0xb4	1011_0100	0xb	2	0	Miss	Tag(1)=0 Tag(2)=b
0x2b	0010_1011	0x2	5	1	Miss	Tag(1)=0 Tag(2)=b Tag(5)=2
0x02	0000_0010	0x0	1	0	Hit	Tag(1)=0 Tag(2)=b Tag(5)=2
0xbe	1011_1110	0xb	7	0	Miss	Tag(1)=0 Tag(2)=b Tag(5)=2 Tag(7)=b
0x58	0101_1000	0x5	4	0	Miss	Tag(1)=0 Tag(2)=b Tag(4)=5 Tag(5)=2 Tag(7)=b
0xbf	1011_1111	0xb	7	1	Hit	Tag(1)=0 Tag(2)=b Tag(4)=5 Tag(5)=2 Tag(7)=b
0x0e	0000_1110	0x0	7	0	Miss	Tag(1)=0 Tag(2)=b Tag(4)=5 Tag(5)=2 Tag(7)=b	Tag(7)=0
0x1f	0001_1111	0x1	7	1	Miss	Tag(1)=0 Tag(2)=b Tag(4)=5 Tag(5)=2 Tag(7)=b	Tag(7)=0	Tag(7)=1
0xb5	1011_0101	0xb	2	1	Hit	Tag(1)=0 Tag(2)=b Tag(4)=5 Tag(5)=2 Tag(7)=b	Tag(7)=0	Tag(7)=1
0xbf	1011_1111	0xb	7	1	Hit	Tag(1)=0 Tag(2)=b Tag(4)=5 Tag(5)=2 Tag(7)=b	Tag(7)=0	Tag(7)=1
0xba	1011_1010	0xb	5	0	Miss	Tag(1)=0 Tag(2)=b Tag(4)=5 Tag(5)=2 Tag(7)=b	Tag(5)=b Tag(7)=0	Tag(7)=1
0x2e	0010_1110	0x2	7	0	Miss	Tag(1)=0 Tag(2)=b Tag(4)=5 Tag(5)=2 Tag(7)=b	Tag(5)=b Tag(7)=2	Tag(7)=1
0xce	1100_1110	0xc	7	0	Miss	Tag(1)=0 Tag(2)=b Tag(4)=5 Tag(5)=2 Tag(7)=b	Tag(5)=b Tag(7)=2	Tag(7)=c

---

5.11.3

---

5.11.4

Hex	Binary	Tag	Hit/Miss	Content
0x03	0000_0011	0x03	Miss	0x03
0xb4	1011_0100	0xb4	Miss	0x03, 0xb4
0x2b	0010_1011	0x2b	Miss	0x03, 0xb4, 0x2b
0x02	0000_0010	0x02	Miss	0x03, 0xb4, 0x2b, 0x02
0xbe	1011_1110	0xbe	Miss	0x03, 0xb4, 0x2b, 0x02, 0xbe
0x58	0101_1000	0x58	Miss	0x03, 0xb4, 0x2b, 0x02, 0xbe, 0x58
0xbf	1011_1111	0xbf	Miss	0x03, 0xb4, 0x2b, 0x02, 0xbe, 0x58, 0xbf
0x0e	0000_1110	0x0e	Miss	0x03, 0xb4, 0x2b, 0x02, 0xbe, 0x58, 0xbf, 0x0e
0x1f	0001_1111	0x1f	Miss	0x1f, 0xb4, 0x2b, 0x02, 0xbe, 0x58, 0xbf, 0x0e
0xb5	1011_0101	0xb5	Miss	0x1f, 0xb5, 0x2b, 0x02, 0xbe, 0x58, 0xbf, 0x0e
0xbf	1011_1111	0xbf	Hit	0x1f, 0xb5, 0x2b, 0x02, 0xbe, 0x58, 0xbf, 0x0e
0xba	1011_1010	0xba	Miss	0x1f, 0xb5, 0xba, 0x02, 0xbe, 0x58, 0xbf, 0x0e
0x2e	0010_1110	0x2e	Miss	0x1f, 0xb5, 0xba, 0x2e, 0xbe, 0x58, 0xbf, 0x0e
0xce	1100_1110	0xce	Miss	0x1f, 0xb5, 0xba, 0x2e, 0xce, 0x58, 0xbf, 0x0e

---

5.11.5

---

5.11.6

Hex	Binary	Tag	Offset	Hit/Miss	Content
0x03	0000_0011	0x01	1	Miss	(0x02, 0x03)
0xb4	1011_0100	0x5a	0	Miss	(0x02, 0x03), (0xb4, 0xb5)
0x2b	0010_1011	0x15	1	Miss	(0x02, 0x03), (0xb4, 0xb5), (0x2a, 0x2b)
0x02	0000_0010	0x01	0	Hit	(0xb4, 0xb5), (0x2a, 0x2b), (0x02, 0x03)
0xbe	1011_1110	0x5f	0	Miss	(0xb4, 0xb5), (0x2a, 0x2b), (0x02, 0x03), (0xbe, 0xbf)
0x58	0101_1000	0x2c	0	Miss	(0x2a, 0x2b), (0x02, 0x03), (0xbe, 0xbf), (0x58, 0x59)
0xbf	1011_1111	0x5f	1	Hit	(0x2a, 0x2b), (0x02, 0x03), (0x58, 0x59), (0xbe, 0xbf)
0x0e	0000_1110	0x07	0	Miss	(0x02, 0x03), (0x58, 0x59), (0xbe, 0xbf), (0x0e, 0x0f)
0x1f	0001_1111	0x0f	1	Miss	(0x58, 0x59), (0xbe, 0xbf), (0x0e, 0x0f), (0x1e, 0x1f)
0xb5	1011_0101	0x5a	1	Miss	(0xbe, 0xbf), (0x0e, 0x0f), (0x1e, 0x1f), (0xb4, 0xb5)
0xbf	1011_1111	0x5f	1	Hit	(0x0e, 0x0f), (0x1e, 0x1f), (0xb4, 0xb5), (0xbe, 0xbf)
0xba	1011_1010	0x5d	0	Miss	(0x1e, 0x1f), (0xb4, 0xb5), (0xbe, 0xbf), (0xba, 0xbb)
0x2e	0010_1110	0x17	0	Miss	(0xb4, 0xb5), (0xbe, 0xbf), (0xba, 0xbb), (0x2e, 0x2f)
0xce	1100_1110	0x67	0	Miss	(0xbe, 0xbf), (0xba, 0xbb), (0x2e, 0x2f), (0xce, 0xcf)

---

5.11.7

Hex	Binary	Tag	Offset	Hit/Miss	Content
0x03	0000_0011	0x01	1	Miss	(0x02, 0x03)
0xb4	1011_0100	0x5a	0	Miss	(0x02, 0x03), (0xb4, 0xb5)
0x2b	0010_1011	0x15	1	Miss	(0x02, 0x03), (0xb4, 0xb5), (0x2a, 0x2b)
0x02	0000_0010	0x01	0	Hit	(0xb4, 0xb5), (0x2a, 0x2b), (0x02, 0x03)
0xbe	1011_1110	0x5f	0	Miss	(0xb4, 0xb5), (0x2a, 0x2b), (0x02, 0x03), (0xbe, 0xbf)
0x58	0101_1000	0x2c	0	Miss	(0xb4, 0xb5), (0x02, 0x03), (0x2a, 0x2b), (0x58, 0x59)
0xbf	1011_1111	0x5f	1	Miss	(0x2a, 0x2b), (0x02, 0x03), (0xb4, 0xb5), (0xbe, 0xbf)
0x0e	0000_1110	0x07	0	Miss	(0x2a, 0x2b), (0x02, 0x03), (0xb4, 0xb5), (0x0e, 0x0f)
0x1f	0001_1111	0x0f	1	Miss	(0x2a, 0x2b), (0x02, 0x03), (0xb4, 0xb5), (0x1e, 0x1f)
0xb5	1011_0101	0x5a	1	Miss	(0x2a, 0x2b), (0x02, 0x03), (0xbe, 0xbf), (0xb4, 0xb5)
0xbf	1011_1111	0x5f	1	Hit	(0x2a, 0x2b), (0x02, 0x03), (0xbe, 0xbf), (0xbe, 0xbf)
0xba	1011_1010	0x5d	0	Miss	(0x2a, 0x2b), (0x02, 0x03), (0xbe, 0xbf), (0xba, 0xbb)
0x2e	0010_1110	0x17	0	Miss	(0x2a, 0x2b), (0x02, 0x03), (0xbe, 0xbf), (0x2e, 0xef)
0xce	1100_1110	0x67	0	Miss	(0x2a, 0x2b), (0x02, 0x03), (0xbe, 0xbf), (0xce, 0xcf)

---

5.11.8

Hex	Binary	Tag	Offset	Hit/Miss	Content
0x03	0000_0011	0x01	1	Miss	(0x02, 0x03)
0xb4	1011_0100	0x5a	0	Miss	(0x02, 0x03), (0xb4, 0xb5)
0x2b	0010_1011	0x15	1	Miss	(0x02, 0x03), (0xb4, 0xb5), (0x2a, 0x2b)
0x02	0000_0010	0x01	0	Hit	(0x02, 0x03), (0xb4, 0xb5), (0x2a, 0x2b)
0xbe	1011_1110	0x5f	0	Miss	(0x02, 0x03), (0xb4, 0xb5), (0x2a, 0x2b), (0xbe, 0xbf)
0x58	0101_1000	0x2c	0	Miss	(0x58, 0x59), (0xb4, 0xb5), (0x2a, 0x2b), (0xbe, 0xbf)
0xbf	1011_1111	0x5f	1	Hit	(0x58, 0x59), (0xb4, 0xb5), (0x2a, 0x2b), (0xbe, 0xbf)
0x0e	0000_1110	0x07	0	Miss	(0x0e, 0x0f), (0xb4, 0xb5), (0x2a, 0x2b), (0xbe, 0xbf)
0x1f	0001_1111	0x0f	1	Miss	(0x1e, 0x1f), (0xb4, 0xb5), (0x2a, 0x2b), (0xbe, 0xbf)
0xb5	1011_0101	0x5a	1	Hit	(0x1e, 0x1f), (0xb4, 0xb5), (0x2a, 0x2b), (0xbe, 0xbf)
0xbf	1011_1111	0x5f	1	Hit	(0x1e, 0x1f), (0xb4, 0xb5), (0x2a, 0x2b), (0xbe, 0xbf)
0xba	1011_1010	0x5d	0	Miss	(0x1e, 0x1f), (0xb4, 0xb5), (0xba, 0xbb), (0xbe, 0xbf)
0x2e	0010_1110	0x17	0	Miss	(0x1e, 0x1f), (0xb4, 0xb5), (0x2e, 0x2f), (0xbe, 0xbf)
0xce	1100_1110	0x67	0	Miss	(0x1e, 0x1f), (0xb4, 0xb5), (0xce, 0xcf), (0xbe, 0xbf)

---

5.16

5.16.1

Address	Virtual Page	TLB Hit/Miss	Page Table Hit/Miss	Page Fault	Valid	Tag	Physical Page
0x123d	0x1	Miss	Hit	True	1	0xb	12
0x123d	0x1	Miss	Hit	True	1	0x7	4
0x123d	0x1	Miss	Hit	True	1	0x3	6
0x123d	0x1	Miss	Hit	True	1	0x1	13
0x08b3	0x0	Miss	Hit	False	1	0x0	5
0x08b3	0x0	Miss	Hit	False	1	0x7	4
0x08b3	0x0	Miss	Hit	False	1	0x3	6
0x08b3	0x0	Miss	Hit	False	1	0x1	13
0x365c	0x3	Hit	Hit	False	1	0x0	5
0x365c	0x3	Hit	Hit	False	1	0x7	4
0x365c	0x3	Hit	Hit	False	1	0x3	6
0x365c	0x3	Hit	Hit	False	1	0x1	13
0x871b	0x8	Miss	Hit	True	1	0x0	5
0x871b	0x8	Miss	Hit	True	1	0x8	14
0x871b	0x8	Miss	Hit	True	1	0x3	6
0x871b	0x8	Miss	Hit	True	1	0x1	13
0xbee6	0xb	Miss	Hit	False	1	0x0	5
0xbee6	0xb	Miss	Hit	False	1	0x8	14
0xbee6	0xb	Miss	Hit	False	1	0x3	6
0xbee6	0xb	Miss	Hit	False	1	0xb	12
0x3140	0x3	Hit	Hit	False	1	0x0	5
0x3140	0x3	Hit	Hit	False	1	0x8	14
0x3140	0x3	Hit	Hit	False	1	0x3	6
0x3140	0x3	Hit	Hit	False	1	0xb	12
0xc049	0xc	Miss	Miss	True	1	0xc	15
0xc049	0xc	Miss	Miss	True	1	0x8	14
0xc049	0xc	Miss	Miss	True	1	0x3	6
0xc049	0xc	Miss	Miss	True	1	0xb	12

---

5.16.2

Address	Virtual Page	TLB Hit/Miss	Page Table Hit/Miss	Page Fault	Valid	Tag	Physical Page
0x123d	0x0	Miss	Hit	False	1	0xb	12
0x123d	0x0	Miss	Hit	False	1	0x7	4
0x123d	0x0	Miss	Hit	False	1	0x3	6
0x123d	0x0	Miss	Hit	False	1	0x0	5
0x08b3	0x0	Hit	Hit	False	1	0xb	12
0x08b3	0x0	Hit	Hit	False	1	0x7	4
0x08b3	0x0	Hit	Hit	False	1	0x3	6
0x08b3	0x0	Hit	Hit	False	1	0x0	5
0x365c	0x0	Hit	Hit	False	1	0xb	12
0x365c	0x0	Hit	Hit	False	1	0x7	4
0x365c	0x0	Hit	Hit	False	1	0x3	6
0x365c	0x0	Hit	Hit	False	1	0x0	5
0x871b	0x2	Miss	Hit	False	1	0x2	13
0x871b	0x2	Miss	Hit	False	1	0x7	4
0x871b	0x2	Miss	Hit	False	1	0x3	6
0x871b	0x2	Miss	Hit	False	1	0x0	5
0xbee6	0x2	Hit	Hit	False	1	0x2	13
0xbee6	0x2	Hit	Hit	False	1	0x7	4
0xbee6	0x2	Hit	Hit	False	1	0x3	6
0xbee6	0x2	Hit	Hit	False	1	0x0	5
0x3140	0x0	Hit	Hit	False	1	0x2	13
0x3140	0x0	Hit	Hit	False	1	0x7	4
0x3140	0x0	Hit	Hit	False	1	0x3	6
0x3140	0x0	Hit	Hit	False	1	0x0	5
0xc049	0x3	Hit	Hit	False	1	0x2	13
0xc049	0x3	Hit	Hit	False	1	0x7	4
0xc049	0x3	Hit	Hit	False	1	0x3	6
0xc049	0x3	Hit	Hit	False	1	0x0	5

优势：更大的页面能减小 TLB Miss Rate

劣势：会大大减小页面的使用率，更加分裂

---

5.16.3

简写：

• Virtual Page：VP
• Physical Page：PP
• Page Table：PT
• Page Fault：PF

Address	VP	Tag	Index	TLB Hit/Miss	PT Hit/Miss	PF	Valid	Tag	PP	Index
0x123d	0x1	0	1	Miss	Hit	True	1	0xb	12	0
0x123d	0x1	0	1	Miss	Hit	True	1	0x7	4	1
0x123d	0x1	0	1	Miss	Hit	True	1	0x3	6	0
0x123d	0x1	0	1	Miss	Hit	True	1	0x0	13	1
0x08b3	0x0	0	0	Miss	Hit	False	1	0x0	5	0
0x08b3	0x0	0	0	Miss	Hit	False	1	0x7	4	1
0x08b3	0x0	0	0	Miss	Hit	False	1	0x3	6	0
0x08b3	0x0	0	0	Miss	Hit	False	1	0x0	13	1
0x365c	0x3	1	1	Miss	Hit	False	1	0x0	5	0
0x365c	0x3	1	1	Miss	Hit	False	1	0x1	6	1
0x365c	0x3	1	1	Miss	Hit	False	1	0x3	6	0
0x365c	0x3	1	1	Miss	Hit	False	1	0x0	13	1
0x871b	0x8	4	0	Miss	Hit	True	1	0x0	5	0
0x871b	0x8	4	0	Miss	Hit	True	1	0x1	6	1
0x871b	0x8	4	0	Miss	Hit	True	1	0x4	14	0
0x871b	0x8	4	0	Miss	Hit	True	1	0x0	13	1
0xbee6	0xb	5	1	Miss	Hit	False	1	0x0	5	0
0xbee6	0xb	5	1	Miss	Hit	False	1	0x1	6	1
0xbee6	0xb	5	1	Miss	Hit	False	1	0x4	14	0
0xbee6	0xb	5	1	Miss	Hit	False	1	0x5	12	1
0x3140	0x3	1	1	Hit	Hit	False	1	0x0	5	0
0x3140	0x3	1	1	Hit	Hit	False	1	0x1	6	1
0x3140	0x3	1	1	Hit	Hit	False	1	0x4	14	0
0x3140	0x3	1	1	Hit	Hit	False	1	0x5	12	1
0xc049	0xc	6	0	Miss	Miss	True	1	0x6	5	0
0xc049	0xc	6	0	Miss	Miss	True	1	0x1	6	1
0xc049	0xc	6	0	Miss	Miss	True	1	0x4	14	0
0xc049	0xc	6	0	Miss	Miss	True	1	0x5	12	1

---

5.16.4

Address	VP	Tag	Index	TLB Hit/Miss	PT Hit/Miss	PF	Valid	Tag	PP	Index
0x123d	0x1	0	1	Miss	Hit	True	1	0xb	12	0
0x123d	0x1	0	1	Miss	Hit	True	1	0x0	13	1
0x123d	0x1	0	1	Miss	Hit	True	1	0x3	6	2
0x123d	0x1	0	1	Miss	Hit	True	0	0x4	9	3
0x08b3	0x0	0	0	Miss	Hit	False	1	0x0	5	0
0x08b3	0x0	0	0	Miss	Hit	False	1	0x0	13	1
0x08b3	0x0	0	0	Miss	Hit	False	1	0x3	6	2
0x08b3	0x0	0	0	Miss	Hit	False	0	0x4	9	3
0x365c	0x3	0	3	Miss	Hit	False	1	0x0	5	0
0x365c	0x3	0	3	Miss	Hit	False	1	0x0	13	1
0x365c	0x3	0	3	Miss	Hit	False	1	0x3	6	2
0x365c	0x3	0	3	Miss	Hit	False	1	0x0	6	3
0x871b	0x8	2	0	Miss	Hit	True	1	0x2	14	0
0x871b	0x8	2	0	Miss	Hit	True	1	0x0	13	1
0x871b	0x8	2	0	Miss	Hit	True	1	0x3	6	2
0x871b	0x8	2	0	Miss	Hit	True	1	0x0	6	3
0xbee6	0xb	2	3	Miss	Hit	False	1	0x2	14	0
0xbee6	0xb	2	3	Miss	Hit	False	1	0x0	13	1
0xbee6	0xb	2	3	Miss	Hit	False	1	0x3	6	2
0xbee6	0xb	2	3	Miss	Hit	False	1	0x2	12	3
0x3140	0x3	0	3	Miss	Hit	False	1	0x2	14	0
0x3140	0x3	0	3	Miss	Hit	False	1	0x0	13	1
0x3140	0x3	0	3	Miss	Hit	False	1	0x3	6	2
0x3140	0x3	0	3	Miss	Hit	False	1	0x0	6	3
0xc049	0xc	3	0	Miss	Miss	True	1	0x3	15	0
0xc049	0xc	3	0	Miss	Miss	True	1	0x0	13	1
0xc049	0xc	3	0	Miss	Miss	True	1	0x3	6	2
0xc049	0xc	3	0	Miss	Miss	True	1	0x0	6	3

---

5.16.5

如果没有 TLB，每次内存访问都需要访问页表再访问需要的数据，这样就加倍了访问内存的时间

---

5.17

5.17.1

\(\text{Entry Bits}=32-3-10=19\text{ bits}\)

\(\text{Total Size}=5\times(2^{19}\times 4\text{ Bytes})=10\text{ MB}\)

---

5.17.2

\(2^{19}\) 个条目被分成 256 组到二级页表中，那么每个二级页表有 \(2^{19}/256=2^{11}\) 个条目

那么每张二级页表需要的大小为 \(2^{11}\times 4\text{ Bytes}=8\text{ KB}\)

最大内存容量即为 \(5\times 8\text{ KB}\times 256 + 5\times 6\text{ Bytes}\times 256=10\text{ MB} + 7.5\text{ KB}\)

最小内存容量即为 \(5\text{ MB}+ 3.75\text{ KB}\)

---

5.17.3

每个块大小为 16 Bytes，那么 Cache 的 Block 数量为 1K，所以它有 10 个 Index 和 4 个 Byte Offset，比要求的 13 位大，所以可以制作

设计者可以增加 Cache 的相联数

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5.20

5.20.1

第六次访问（2），第七次访问（3），第八次访问（4）会命中

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5.20.2

第七次访问（3），第十二次访问（0），第十三次访问（1），第十八次访问（6），第十九次访问（7）会命中

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5.20.3

根据抛硬币结果而定

---

5.20.4

最佳替换策略即为 MRU 策略，第七次访问（3），第十二次访问（0），第十三次访问（1），第十八次访问（6），第十九次访问（7）会命中

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5.20.5

因为对于所有序列的最佳替换策略需要知道后续的访问，但是作为机器是不知道后续的访问是什么样的，所以非常难以实现

---

5.20.6

根据每个内存访问来看，如果它要和 Cache 当中的块发生冲突（即发生 Miss 要替换掉原来的块），且当前的内存访问比 Cache 当中的块更不常用就不需要替换了，这样会降低失效率。